CN115233766B - 一种挖掘机液压控制系统及液压负流量控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种挖掘机液压控制系统，包括：主泵、压力传感器、转速传感器、控制器和压力比例控制阀；主泵用于向所述挖掘机液压控制系统提供工作流量；压力传感器设置于与主泵连接的节流阀的输入端，用于检测节流阀两端的压差，得到压力检测信号；转速传感器用于检测发动机的转速，得到发动机转速检测信号；控制器用于根据压力检测信号和发动机转速检测信号，得到节流阀压力值以及发动机转速值，并根据节流阀压力值以及发动机转速值向压力比例控制阀输出控制信号；压力比例控制阀用于根据控制信号输出压力信号，以控制主泵的工作流量。本申请涉及的技术方案，其能够提高挖掘机液压控制系统的稳定性。

Description

一种挖掘机液压控制系统及液压负流量控制方法

技术领域

本申请涉及液压系统技术领域，更具体地说，尤其涉及一种挖掘机液压控制系统及液压负流量控制方法。

背景技术

目前液压挖掘机的液压控制系统对主泵的排量控制方式有负流量系统、正流量系统和负载敏感系统，采用负流量液压系统的挖掘机是当前国内厂商生产的主打型挖掘机，其流量控制的原理为：在换向阀中位回油道上设有节流孔，油通过节流孔产生压差，将节流孔前的压力引到泵变量机构来控制泵的排量。然而，这种挖掘机的液压控制系统存在着以下不足之处：液压系统流量控制未考虑发动机的实时负载情况，如果液压系统负载增加而流量不变，容易造成发动机过载，导致发动机掉速严重，出现冒黑烟甚至熄火的情况。

因此，如何解决液压控制系统中发动机过载的情况，提高液压控制系统的稳定性已经成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

在背景技术中公开的上述信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此其可能包含没有形成为本领域普通技术人员所知晓的现有技术的信息。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请提供一种挖掘机液压控制系统及液压负流量控制方法，其能够解决液压控制系统中发动机过载的情况，提高液压控制系统的稳定性。

本申请提供的技术方案如下：

本申请提供一种挖掘机液压控制系统，包括：主泵、压力传感器、转速传感器、控制器和压力比例控制阀；所述主泵用于向所述挖掘机液压控制系统提供工作流量；所述压力传感器设置于与所述主泵连接的节流阀的输入端，用于检测所述节流阀两端的压差，得到压力检测信号；所述转速传感器用于检测发动机的转速，得到发动机转速检测信号；所述控制器用于根据所述压力检测信号和所述发动机转速检测信号，得到节流阀压力值以及发动机转速值，并根据所述节流阀压力值以及发动机转速值向所述压力比例控制阀输出控制信号；所述压力比例控制阀用于根据所述控制信号输出压力信号，以控制所述主泵的工作流量。

进一步地，在本申请一种优选方式中，还包括：多路阀组和液控操作手柄，所述多路阀组与所述主泵、所述节流阀连接，所述液控操作手柄与所述多路阀组连接。

本申请还提供一种应用于所述挖掘机液压控制系统的液压负流量控制方法，包括以下步骤：S1、控制器获取当前的节流阀压力值，以及，当前的发动机转速值；S2、所述控制器获取发动机的油门转速值，根据所述油门转速值和所述发动机转速值，得到实际掉速值；S3、所述控制器比较所述实际掉速值和所述油门转速值对应的允许掉速值的大小，得到比较结果S4、所述控制器根据所述比较结果，判断所述发动机是否过载，得到判断结果；S5、所述控制器根据所述判断结果调节压力比例控制阀，以控制主泵的工作流量。

进一步地，在本申请一种优选方式中，所述S5，包括：当所述判断结果为所述发动机过载时，所述控制器调节所述压力比例控制阀，增加压力输出，使得所述工作流量减小，以使得所述实际掉速值小于或等于所述允许掉速值。

进一步地，在本申请一种优选方式中，所述S5，还包括：当所述判断结果为所述发动机未过载时，所述压力比例控制阀输出负流量压力值，控制所述挖掘机液压控制系统的所述流量在预设范围内，以使得所述实际掉速值小于或等于所述允许掉速值。

进一步地，在本申请一种优选方式中，根据所述比较结果判断所述发动机是否过载，包括：

若所述比较结果为所述实际掉速值大于所述允许掉速值，则所述控制器判断所述发动机过载；

若所述比较结果为所述实际掉速值小于或等于所述允许掉速值，则所述控制器判断所述发动机未过载。

进一步地，在本申请一种优选方式中，当所述发动机过载时，所述压力输出的计算方式为：

P＝P0+K*Δn/Δn0

其中，P0表示所述节流阀压力值，K表示所述主泵的工作流量调整参数，Δn表示所述实际掉速值，Δn0表示所述允许掉速值。

进一步地，在本申请一种优选方式中，所述实际掉速值的计算公式为：

Δn＝n0-n

其中，n0表示所述油门转速值，n表示当前的所述发动机转速值。

进一步地，在本申请一种优选方式中，所述S1，包括：

S101、获取压力传感器传输的压力检测信号，以及转速传感器传输的发动机转速检测信号；

S102、对所述压力检测信号和所述发动机转速检测信号进行解调处理，得到当前的所述节流阀压力值，以及，当前的所述发动机转速值。

进一步地，在本申请一种优选方式中，在所述S3之前，还包括：确定所述发动机的允许掉速值，所述允许掉速值根据所述油门转速值确定。

本申请提供的一种挖掘机液压控制系统，与现有技术相比，包括：主泵、压力传感器、转速传感器、控制器和压力比例控制阀；所述主泵用于向所述挖掘机液压控制系统提供工作流量；所述压力传感器设置于与所述主泵连接的节流阀的输入端，用于检测所述节流阀两端的压差，得到压力检测信号；所述转速传感器用于检测发动机的转速，得到发动机转速检测信号；所述控制器用于根据所述压力检测信号和所述发动机转速检测信号，得到节流阀压力值以及发动机转速值，并根据所述节流阀压力值以及发动机转速值向所述压力比例控制阀输出控制信号；所述压力比例控制阀用于根据所述控制信号输出压力信号，以控制所述主泵的工作流量。本申请的液压控制系统及液压负流量控制方法，通过在液压控制系统中增加对负流量压力的检测，及时监控液压控制系统中发动机的实时过载情况，当检测到发动机过载时，通过增大液压可攻至系统中压力比例控制阀的压力输出，减小液压控制系统的流量，减小液压控制系统的功率，达到使发动机不过载的目的，解决液压控制系统中发动机过载的问题，提高液压控制系统的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的挖掘机液压控制系统的原理图；

图2为本申请实施例提供的应用于所述挖掘机液压控制系统的液压负流量控制方法的步骤流程图。

附图标号说明：1、主泵；2、压力传感器；3、转速传感器；4、控制器；5、压力比例控制阀；6、液控操作手柄；7、多路阀组；8、节流阀。

通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本申请实施例中所使用的单数形式的“一种”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

结合实施例具体阐述，图1为本申请实施例提供的液压控制系统的原理图，如图1所示，本申请提供的液压控制系统，与现有技术相比，包括：主泵1、压力传感器2、转速传感器3、控制器4和压力比例控制阀5；所述主泵1用于向所述挖掘机液压控制系统提供工作流量；所述压力传感器2设置于与所述主泵1连接的节流阀8的输入端，用于检测所述节流阀8两端的压差，得到压力检测信号；所述转速传感器3用于检测发动机的转速，得到发动机转速检测信号；所述控制器4用于根据所述压力检测信号和所述发动机转速检测信号，得到节流阀压力值以及发动机转速值，并根据所述节流阀压力值以及发动机转速值向所述压力比例控制阀5输出控制信号；所述压力比例控制阀5用于根据所述控制信号输出压力信号，以控制所述主泵1的工作流量。

更为具体地阐述，在本申请实施例中，在本申请实施例中，所述挖掘机液压控制系统中通过增加对负流量压力的检测，及时监控液压控制系统中发动机的实时过载情况，当检测到发动机过载时，通过增大液压控制系统中压力比例控制阀5的压力输出，减小液压控制系统的流量，减小液压控制系统的功率，达到使发动机不过载的目的，解决液压控制系统中发动机过载的问题，提高液压控制系统的稳定性。

具体地，在本申请实施例中，还包括：多路阀组7和液控操作手柄6，所述多路阀组7与所述主泵1、所述节流阀8连接，所述液控操作手柄6与所述多路阀组7连接。

更为具体地阐述，在本申请实施例中，操作者通过对所述液控操作手柄6执行不同的动作指令对所述挖掘机液压控制系统进行操纵，并进行速度调节。

本申请还提供一种应用于所述挖掘机液压控制系统的液压负流量控制方法，结合实施例具体阐述，图2为本申请实施例提供的应用于所述挖掘机液压控制系统的液压负流量控制方法的步骤流程图，如图2所示，所述方法包括以下步骤：S1、控制器4获取当前的节流阀压力值，以及，当前的发动机转速值；S2、所述控制器4获取发动机的油门转速值，根据所述油门转速值和所述发动机转速值，得到实际掉速值；S3、所述控制器4比较所述实际掉速值和所述油门转速值对应的允许掉速值的大小，得到比较结果；S4、所述控制器4根据所述比较结果，判断所述发动机是否过载，得到判断结果；S5、所述控制器4根据所述判断结果调节压力比例控制阀5，以控制所述主泵1的工作流量。

具体地，在本申请实施例中，所述S5，包括：当所述判断结果为所述发动机过载时，所述控制器4调节所述压力比例控制阀5，增加压力输出，使得所述工作流量减小，以使得所述实际掉速值小于或等于所述允许掉速值。

具体地，在本申请实施例中，所述S5，还包括：当所述判断结果为所述发动机未过载时，所述压力比例控制阀5输出负流量压力值，控制所述挖掘机液压控制系统的所述流量在预设范围内，以使得所述实际掉速值小于或等于所述允许掉速值。

更为具体地阐述，在本申请实施例中，在所述挖掘机液压控制系统中设置所述允许掉速值，通过所述控制器4对所述压力比例控制阀5进行调节，使得所述实际掉速值控制在所述允许掉速值的范围内，避免所述发动机过载，以提高所述挖掘机液压控制系统的稳定性。

具体地，在本申请实施例中，根据所述比较结果判断所述发动机是否过载，包括：

若所述比较结果为所述实际掉速值大于所述允许掉速值，则所述控制器4判断所述发动机过载；

若所述比较结果为所述实际掉速值小于或等于所述允许掉速值，则所述控制器4判断所述发动机未过载。

更为具体地阐述，在本申请实施例中，所述允许掉速值根据所述发动机的性能参数确定，所述允许掉速值一般根据所述发动机的具体型号确定，根据不同的所述发动机的性能参数确定所述允许掉速值，有利于所述控制器4更准确地判断所述发动机的过载情况。

具体地，在本申请实施例中，当所述发动机过载时，所述压力输出的计算方式为：

P＝P0+K*Δn/Δn0

其中，P0表示所述节流阀压力值，K表示所述主泵1的工作流量调整参数，Δn表示所述实际掉速值，Δn0表示所述允许掉速值。

更为具体地阐述，在本申请实施例中，当所述发动机过载时，通过调试确定K的取值，减小所述挖掘机液压控制系统的功率，减小所述主泵1的排量，增加所述压力比例控制阀5的压力，使得所述发动机处于未过载状态。

需要进一步说明的是，在本申请实施例中，K在实际调试过程中确定，用于调节压力比例，所述K的具体取值还受到所述主泵1型号、排量等因素影响。具体地，在本申请实施例中，所述实际掉速值的计算公式为：

Δn＝n0-n

其中，n0表示所述油门转速值，n表示当前的所述发动机转速值。

更为具体地阐述，在本申请实施例中，所述实际掉速值由所述油门转速值和所述发动机转速值差值来确定，所述油门转速值根据所述发动机具体型号、排量等来确定，通过将所述实际掉速值与所述允许掉速值相比较，根据所述比较结果判断所述发动机是否过载，出现过载情况时，所述控制器4能够收到反馈并及时针对过载情况进行处理，增强所述挖掘机液压控制系统的工作效率。

具体地，在本申请实施例中，所述S1，包括：

S101、获取压力传感器2传输的压力检测信号，以及转速传感器3传输的发动机转速检测信号；

S102、对所述压力检测信号和所述发动机转速检测信号进行解调处理，得到当前的所述节流阀压力值，以及，当前的所述发动机转速值。

更为具体地阐述，在本申请实施例中，通过在所述挖掘机液压控制系统中设置所述压力传感器2和所述转速传感器3，通过监控所述压力检测信号和所述发动机转速检测信号，以便所述控制器4在短时间内判断所述发动机得过载情况，并在第一时间内进行处理。

具体地，在本申请实施例中，在所述S3之前，还包括：确定所述发动机的允许掉速值，所述允许掉速值根据所述油门转速值确定。

更为具体地阐述，在本申请实施例中，所述允许掉速值根据所述油门转速值确定，所述挖掘机液压控制系统中使用不同的所述发动机时，所述允许掉速值可能不同，通过上述方式，有利于更准确地根据不同所述发动机的情况来判断所述发动机是否发生过载，提高所述挖掘机液压控制系统的实用性。

应该理解的是，虽然上述实施例中的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

由上所述，本申请实施例涉及的一种挖掘机液压控制系统及液压负流量控制方法，通过在液压控制系统中增加对负流量压力的检测，及时监控液压控制系统中发动机的实时过载情况，当检测到发动机过载时，通过增大液压控制系统中压力比例控制阀5的压力输出，减小液压控制系统的流量，减小液压控制系统的功率，达到使发动机不过载的目的，解决液压控制系统中发动机过载的问题，提高液压控制系统的稳定性。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求书来限制。

Claims (8)

1.一种挖掘机液压控制系统，其特征在于，包括：主泵、压力传感器、转速传感器、控制器和压力比例控制阀；

所述主泵用于向所述挖掘机液压控制系统提供工作流量；

所述压力传感器设置于与所述主泵连接的节流阀的输入端，用于检测所述节流阀两端的压差，得到压力检测信号；

所述转速传感器用于检测发动机的转速，得到发动机转速检测信号；

所述控制器用于根据所述压力检测信号和所述发动机转速检测信号，得到节流阀压力值以及发动机转速值，并根据所述节流阀压力值以及发动机转速值向所述压力比例控制阀输出控制信号；

所述压力比例控制阀用于根据所述控制信号输出压力信号，以控制所述主泵的工作流量；

所述挖掘机液压控制系统的液压负流量控制方法，包括以下步骤：

S1、控制器获取当前的节流阀压力值，以及，当前的发动机转速值；

S2、所述控制器获取发动机的油门转速值，根据所述油门转速值和所述发动机转速值，得到实际掉速值；

S3、所述控制器确定所述发动机的允许掉速值，所述允许掉速值根据所述油门转速值确定，比较所述实际掉速值和所述油门转速值对应的允许掉速值的大小，得到比较结果；

S4、所述控制器根据所述比较结果，判断所述发动机是否过载，得到判断结果；

S5、所述控制器根据所述判断结果调节压力比例控制阀，以控制主泵的工作流量。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

多路阀组和液控操作手柄，所述多路阀组与所述主泵、所述节流阀连接，所述液控操作手柄与所述多路阀组连接。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述液压负流量控制方法中的所述S5，包括：

当所述判断结果为所述发动机过载时，所述控制器调节所述压力比例控制阀，增加压力输出，使得所述工作流量减小，以使得所述实际掉速值小于或等于所述允许掉速值。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述液压负流量控制方法中的所述S5，还包括：当所述判断结果为所述发动机未过载时，所述压力比例控制阀输出负流量压力值，控制所述挖掘机液压控制系统的所述工作流量在预设范围内，以使得所述实际掉速值小于或等于所述允许掉速值。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，根据所述比较结果判断所述发动机是否过载，包括：

若所述比较结果为所述实际掉速值大于所述允许掉速值，则所述控制器判断所述发动机过载；

若所述比较结果为所述实际掉速值小于或等于所述允许掉速值，则所述控制器判断所述发动机未过载。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，当所述发动机过载时，所述压力输出的计算方式为：

；

其中，P0表示所述节流阀压力值，K表示所述主泵的工作流量调整参数，Δn表示所述实际掉速值，Δn0表示所述允许掉速值。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述实际掉速值的计算公式为：

；

其中，n0表示所述油门转速值，n表示当前的所述发动机转速值。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述液压负流量控制方法中的所述S1，包括：

S101、获取压力传感器传输的压力检测信号，以及转速传感器传输的发动机转速检测信号；

S102、对所述压力检测信号和所述发动机转速检测信号进行解调处理，得到当前的所述节流阀压力值，以及，当前的所述发动机转速值。